解析Wi-Fi、iBeacons和UWB三種室內(nèi)定位技術(shù)

室內(nèi)定位是指在室內(nèi)的環(huán)境下在房間內(nèi)的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)定位，目前市面上的定位技術(shù)有UWB、藍(lán)牙、WiFi、ZigBee、RFID等等，這些定位技術(shù)按精度區(qū)分可分為三類：精準(zhǔn)定位、米級(jí)定位、區(qū)域級(jí)別的定位。

一、Wi-Fi定位

????Wi-Fi定位有最廣泛的群眾基礎(chǔ)，現(xiàn)在家里、企業(yè)、商業(yè)場(chǎng)所處不被Wi-Fi信號(hào)所覆蓋，特別在室內(nèi)，沒有手機(jī)信號(hào)的地方，基本也會(huì)有Wi-Fi信號(hào)?，F(xiàn)如今，要是哪個(gè)酒店或商場(chǎng)不提供Wi-Fi信號(hào)，客戶的感受簡(jiǎn)直就像是走在遙遠(yuǎn)的侏羅紀(jì)時(shí)代一樣。?

WiFi定位技術(shù)

因此，利用現(xiàn)有的Wi-Fi信號(hào)做室內(nèi)定位是有先天優(yōu)勢(shì)的，不論它采用的RSSI+指紋識(shí)別是否定位精準(zhǔn)，但手機(jī)天然的支持Wi-Fi無疑為這種應(yīng)用提供了極大的便利，而且當(dāng)今移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，誰占領(lǐng)了手機(jī)APP的一席之地，誰就有無限的想象可能， 說不定一不留神，該公司就進(jìn)入10億美元俱樂部。

當(dāng)然，Wi-Fi定位除了定位不是很精準(zhǔn)之外（個(gè)人認(rèn)為，其實(shí)很多消費(fèi)類應(yīng)用，根本就不需要高精度的定位，定位在目視范圍內(nèi)有可以了），安全問題也日益突出，媒體時(shí)不時(shí)會(huì)爆出某某因?yàn)檫B接的公共場(chǎng)所的Wi-Fi信號(hào)，而手機(jī)銀行密碼或其它個(gè)人重要信息被竊取的新聞。并且，真正Wi-Fi定位是不需要終端連接上Wi-Fi AP的，所有的Wi-Fi終端在連接AP之間，都有發(fā)出一種probe_request的幀，遍歷空間所有信道，等待AP返回Probe Response幀。這個(gè)交互過程中，終端到各AP的信號(hào)強(qiáng)度值是一清二楚的，從而可以采用RSSI等方式來定位。

也就是說只要你手機(jī)終端開啟了Wi-Fi，在后臺(tái)它是會(huì)與空間內(nèi)的AP發(fā)生一次或反復(fù)的幀聽與響應(yīng)，就是這些幀聽，基本暴露了你在空間的大致位置了。

二、藍(lán)牙iBeacons定位

??????iBeacons是基于藍(lán)牙4.0中BLE（藍(lán)牙低功耗）這個(gè)特性發(fā)展而來的。藍(lán)牙已經(jīng)是個(gè)古老的名詞了，它的發(fā)明是為了解決短距離通信的問題，但隨著4.0版本中BLE技術(shù)的發(fā)布及水果公司的大力推導(dǎo)的iBeacons應(yīng)用，而成為現(xiàn)在最熱門的技術(shù)。大批水果開發(fā)者開始研究iBeacons，有的研究它的推送服務(wù)，有的用它來搞室內(nèi)定位，還有的準(zhǔn)備用它來發(fā)展移動(dòng)支付。?

一夜之間，如果你不知道ibeacons，你都不好意思在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)個(gè)圈里混了。現(xiàn)在，很多智能硬件也開始支持BLE的應(yīng)用，特別是新上市的手機(jī)，BLE稱為標(biāo)準(zhǔn)配置。從這個(gè)角度來看，它大有顛覆Wi-Fi廣泛的群眾基礎(chǔ)的趨勢(shì)，加上本身硬件成本的低廉，所以很多商場(chǎng)開始嘗試用它來推送廣告。但是我兩個(gè)問題是現(xiàn)實(shí)存在的：一是開藍(lán)牙的習(xí)慣需要培養(yǎng)，用戶開藍(lán)牙的習(xí)慣遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有開Wi-Fi那么天然，當(dāng)然，水果公司新發(fā)布的i OS7.1版本默認(rèn)是開藍(lán)牙的，這無疑讓很多用戶不知不覺中稱為小白鼠了。二是這種單純的廣告信息推送，是否有點(diǎn)像垃圾廣告一樣，給用戶的體會(huì)一開始肯定是不會(huì)好的。除非后臺(tái)經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析后，對(duì)用戶的行為習(xí)慣有了智能分析后，定向推送，精準(zhǔn)營(yíng)銷。但是話說這條路還要走多久呢？

三、UWB技術(shù)

????????UWB技術(shù)其實(shí)也是一門古老的技術(shù)，UWB最初的定義是來自于60年代興起的脈沖通信技術(shù)，又稱為脈沖無線電（Impulse Radio）技術(shù)。與在當(dāng)今通信系統(tǒng)中廣泛采用的載波調(diào)制技術(shù)不同，這種技術(shù)用上升沿和下降沿都很陡的基帶脈沖直接通信，所以又稱為基帶傳輸（baseband transmission）或無載波（carrierless）技術(shù)。

脈沖UWB技術(shù)的脈沖長(zhǎng)度通常在亞納秒量級(jí)，信號(hào)帶寬經(jīng)常達(dá)數(shù)千兆赫茲，比任何現(xiàn)有的無線通信技術(shù)（包括以3G為代表的寬帶CDMA技術(shù)）的帶寬都大得多，所以最終在1989年被美國(guó)國(guó)防部稱為超寬帶技術(shù)。UWB設(shè)備的平均發(fā)射功率很低，可以與其他無線通信系統(tǒng)“安靜的共存”。同時(shí)也有低能耗、低成本、保密性好、抗多徑干擾等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)，脈沖UWB系統(tǒng)頻譜利用率較低，不適合高數(shù)據(jù)率傳輸。另外，早期脈沖UWB技術(shù)的專利多掌握在一些小公司手中。

因此，當(dāng)近幾年Intel、TI、Motorola等大公司開發(fā)高速UWB技術(shù)時(shí)，不約而同的摒棄了脈沖方法，轉(zhuǎn)而對(duì)傳統(tǒng)的載波調(diào)制技術(shù)進(jìn)行改造，使其具有UWB技術(shù)的特點(diǎn)?，F(xiàn)在在IEEE 802.15.3a工作組中形成了多頻帶OFDM（MB-OFDM）和DS-CDMA兩大方案競(jìng)爭(zhēng)的格局。這兩種方案都是在對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)后滿足UWB技術(shù)的特征的。如此同時(shí)，脈沖UWB成為低速WPAN（無線個(gè)人網(wǎng)）標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.15.4a的重要候選技術(shù)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)旨在提供低速率但覆蓋范圍較大、具有精確定位功能的近距離無線通信業(yè)務(wù)。正是由于它物理上的特性使它具有抗多徑和抗窄帶干擾的良好效果。

由于芯片方案的成熟和成本下降，近兩年來國(guó)內(nèi)研究UWB技術(shù)及時(shí)定位的人和公司慢慢涌現(xiàn)，能達(dá)到30cm甚至10cm的系統(tǒng)定位精度。但是正如前面所說，這么高定位精度，并不是所有應(yīng)用所需要的，因此也決定了其當(dāng)前只能用在對(duì)確保生命財(cái)產(chǎn)有較高要求的行業(yè)上，如：礦下人員定位、養(yǎng)老院人員看護(hù)、大型倉儲(chǔ)貨物定位等等，相對(duì)Wi-Fi和iBeacons定位應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域有很大區(qū)隔。區(qū)隔的原因除了剛才說到的商業(yè)領(lǐng)域很多時(shí)候不需要很高的定位精度外，還有一個(gè)重要的原因就是UWB定位需要被定位人和物額外佩戴標(biāo)簽（相對(duì)于手機(jī)等終端是天然的標(biāo)簽而言）。但也不排除，某一天智能穿戴設(shè)備中集成UWB芯片，從而使這種高精度定位能有可能被用到生活的方方面面，完成一次意外的逆襲。